Java 虚拟机面试题, Java 中有哪些垃圾回收算法?

Step 1

Q:: Java 中有哪些垃圾回收算法？

A:: Java 中的垃圾回收算法主要包括以下几种：

1. **标记-清除算法（Mark-Sweep）**： - 原理：遍历所有对象，标记存活对象，然后清除未标记的对象。 - 优点：简单，能够处理较大的堆空间。 - 缺点：存在内存碎片问题，可能导致性能下降。

2. 复制算法（Copying）： - 原理：将存活对象从一块内存区域复制到另一块连续的内存空间中，未复制的对象即为垃圾。 - 优点：没有内存碎片问题，适用于年轻代的垃圾回收。 - 缺点：需要额外的内存空间，复制成本较高。

3. **标记-整理算法（Mark-Compact）**： - 原理：标记所有存活对象，并将这些对象移动到内存空间的一端，清除边界外的对象。 - 优点：解决了内存碎片问题，适用于老年代的垃圾回收。 - 缺点：对象移动的开销较大。

4. 分代收集算法（Generational Garbage Collection）： - 原理：基于对象存活时间的不同，将堆空间划分为新生代、老年代，分别采用不同的垃圾回收算法。 - 优点：结合多种算法的优点，提升整体垃圾回收效率。 - 缺点：需要对内存分代进行精细管理，较复杂。

Step 2

Q:: 什么是 Java 中的分代收集机制？

A:: 分代收集机制是 Java 垃圾回收的重要策略。其核心思想是将 Java 堆分为多个代（主要包括新生代、老年代），不同代的对象生命周期不同，因此可以使用不同的垃圾回收算法来优化性能。

- 新生代：存放新创建的对象。由于大部分对象生命周期较短，新生代通常采用复制算法进行回收。 - **老年代**：存放生命周期较长的对象。因为老年代的对象存活时间较长，内存碎片问题较为严重，通常使用标记-整理算法。 - **永久代/元空间**：存储类信息、常量、静态变量等。

Step 3

Q:: CMS 和 G1 垃圾回收器的区别是什么？

A:: CMS（Concurrent Mark-Sweep）和 G1（Garbage First）是两种常见的垃圾回收器，它们有不同的设计目标和应用场景。

- CMS 垃圾回收器： - **原理**：采用标记-清除算法，以最小化应用暂停时间为目标。 - 优点：并发执行，暂停时间较短，适合对响应时间敏感的应用。 - 缺点：会产生内存碎片，可能导致 Full GC（完全垃圾回收）频繁。

- **G1 垃圾回收器**： - 原理：将堆内存划分为多个区域，使用分代和增量收集的方式，优先回收垃圾最多的区域。 - 优点：能够更好地控制暂停时间，减少内存碎片，适用于大内存、并发应用。 - 缺点：配置和调优复杂度较高。